第2章水準測量

1、第第2章章 水準測量水準測量1 1）水準測量的原理）水準測量的原理 2 2）水準儀的構造和水準測量工具）水準儀的構造和水準測量工具 3 3）水準儀的使用）水準儀的使用 4 4）水準測量的施測方法）水準測量的施測方法5 5）水準測量的內業(yè)計算）水準測量的內業(yè)計算6 6）水準儀的檢驗與正）水準儀的檢驗與正7 7）水準測量的誤差）水準測量的誤差 8 8）其他水準儀簡介）其他水準儀簡介第一節(jié)第一節(jié) 水準測量原理水準測量原理一、水準測量原理一、水準測量原理 水準測量是利用水準儀提供的水平視線，讀取豎立在兩個地面點上水準測量是利用水準儀提供的水平視線，讀取豎立在兩個地面點上的水尺的讀數(shù)，直接測定地面上兩點

2、間的高差，然后根據(jù)已知點高程的水尺的讀數(shù)，直接測定地面上兩點間的高差，然后根據(jù)已知點高程和測得的差，推算出未知點高程。和測得的差，推算出未知點高程。ABabHAHBhABHi大地水準面前進方向圖2-1 水準測量原理圖圖2-12-1如示，設水準測量是由如示，設水準測量是由A A 向向B B 進行的，則進行的，則A A點為后視點，點為后視點，B B點為前點為前視點視點A A 點尺上的后視讀數(shù)為點尺上的后視讀數(shù)為a a，B B尺上的前視讀數(shù)為尺上的前視讀數(shù)為b b。A A、B B 兩點間高差兩點間高差h hABAB為：為：因此，高差等于后視讀數(shù)減去前視讀數(shù)。因此，高差等于后視讀數(shù)減去前視讀數(shù)。 ba

3、hAB （2-1） 1）高差法）高差法ABabhAB前進方向前進方向大地水準面大地水準面HAHBHB 如果已知如果已知A點的高程點的高程HA，則，則B點的高程點的高程HB為：為：ABABhHH 2）視線高法）視線高法ABabhAB前進方向前進方向大地水準面大地水準面HAHBHBHi B點高程也可以通過水準儀的視線高程點高程也可以通過水準儀的視線高程Hi來計算，即來計算，即 bHHaHHiBAi返回返回下一節(jié)下一節(jié) 在測量中，有時安置一次儀器，需測定多個地面點的高程，在測量中，有時安置一次儀器，需測定多個地面點的高程，采用視線高法就比較方便。采用視線高法就比較方便。 第二節(jié)第二節(jié) 水準測量的儀器

4、和工具水準測量的儀器和工具 水準測量所使用的儀器為水準儀，工具有水準尺和尺墊。國產水準測量所使用的儀器為水準儀，工具有水準尺和尺墊。國產水準儀按其精度分水準儀按其精度分DS05DS05，DS1DS1，DS3DS3及及DS10DS10等幾種型號。等幾種型號。0505、1 1、3 3 和和1010表示水準儀精度等級。表示水準儀精度等級。DSDS表示大地水準儀。精度等級表示每表示大地水準儀。精度等級表示每千米往返測得的高差中數(shù)的中誤差毫米值。千米往返測得的高差中數(shù)的中誤差毫米值。一一 、DS3DS3微傾式水準儀的構造微傾式水準儀的構造DS3DS3水準儀主要由望遠鏡、水準器及基座組成。如圖水準儀主要由

5、望遠鏡、水準器及基座組成。如圖2 23 3所示所示 圖23 DS3水準儀立體圖1 1、望遠鏡、望遠鏡 望遠鏡的作用是精確瞄準遠處目標并對水準尺進行讀數(shù)的部件望遠鏡由物鏡、望遠鏡的作用是精確瞄準遠處目標并對水準尺進行讀數(shù)的部件望遠鏡由物鏡、目鏡、對光透鏡目鏡、對光透鏡 和十字絲分劃板組成，如圖和十字絲分劃板組成，如圖2-42-4（1 1）物鏡和目鏡）物鏡和目鏡 ： 物鏡是水準儀對準目標的鏡頭，物鏡是水準儀對準目標的鏡頭， 目鏡是眼睛觀看的鏡頭。物鏡和目鏡采用復合目鏡是眼睛觀看的鏡頭。物鏡和目鏡采用復合 圖圖2-4 2-4 望遠鏡縱平面圖望遠鏡縱平面圖 透鏡組，目標經(jīng)過物鏡成像后形成一個縮小實像。

6、透鏡組，目標經(jīng)過物鏡成像后形成一個縮小實像。（2 2）十字絲分劃板）十字絲分劃板 十字絲分劃板由光學玻璃制成，如圖十字絲分劃板由光學玻璃制成，如圖2525 所示。十字絲分劃板的作用是瞄準目標和讀所示。十字絲分劃板的作用是瞄準目標和讀 數(shù)用的。移動對光透鏡，可使不同距離的目數(shù)用的。移動對光透鏡，可使不同距離的目 標均能清晰地成像在十字絲平面上。標均能清晰地成像在十字絲平面上。（3 3）視準軸）視準軸 十字絲交點與物鏡光心的連線，稱為視準軸十字絲交點與物鏡光心的連線，稱為視準軸C-CC-C。視準軸的延長線即為視線，。視準軸的延長線即為視線，水準測量就是在視準軸水平時，用十字絲的中絲在水準測量就是在

7、視準軸水平時，用十字絲的中絲在 水準尺上截取讀數(shù)的。水準尺上截取讀數(shù)的。上絲下絲中絲豎絲圖25十字絲分劃板2 2水準器水準器（1 1）管水準器）管水準器 管水準器用于精確整平儀器。如圖管水準器用于精確整平儀器。如圖2-62-6所示，所示，它是玻璃管，其縱剖面方向的內壁研磨成一定它是玻璃管，其縱剖面方向的內壁研磨成一定半徑的圓弧形，水準管上一般刻有間隔為半徑的圓弧形，水準管上一般刻有間隔為2mm2mm的分劃線，分劃線的中點的分劃線，分劃線的中點O O稱為水準管零點，通稱為水準管零點，通過零點與圓弧相切的縱向切線過零點與圓弧相切的縱向切線LLLL稱為水準管軸稱為水準管軸L-LL-L。 水準管軸平行

8、于視準軸。如圖水準管軸平行于視準軸。如圖2525所示水準管上所示水準管上2mm2mm圓弧所對的圓心角圓弧所對的圓心角 ，稱為水準管的分劃值，水準管分劃愈小，水準管靈敏度愈高，用其整平儀稱為水準管的分劃值，水準管分劃愈小，水準管靈敏度愈高，用其整平儀器的精度也愈高。器的精度也愈高。DSDS3型水準儀的水準管分劃值為型水準儀的水準管分劃值為2020，記作記作20/2mm20/2mm。如圖。如圖2727所示。所示。 OLL圖2-6 管水準器圖2-7 管水準器分劃值（2 2）符合水準器）符合水準器為了提高水準管氣泡居中的精度采用符合為了提高水準管氣泡居中的精度采用符合水準器。如圖水準器。如圖2828所

9、示。所示。圖2-8 符合水準器（3 3）圓水準器）圓水準器 圓水準器裝在水準儀基座上用圓水準器裝在水準儀基座上用 于粗略整平。于粗略整平。圓水準器頂面的玻內表面研磨成球面，球面的圓水準器頂面的玻內表面研磨成球面，球面的正中刻有圓圈，其圓心稱為圓水準器的點。過正中刻有圓圈，其圓心稱為圓水準器的點。過零點的球面法線零點的球面法線L LL L，稱為圓水準器軸。如，稱為圓水準器軸。如圖圖2929所示所示3 3、基座：、基座： 支座作用是支承儀器的上部，并通過連接螺支座作用是支承儀器的上部，并通過連接螺旋與三腳架連接。它主要由軸座、腳螺旋、底板旋與三腳架連接。它主要由軸座、腳螺旋、底板和三腳壓板構成。轉

10、動腳螺旋，可使圓水準氣泡和三腳壓板構成。轉動腳螺旋，可使圓水準氣泡居中。居中。二、水準尺二、水準尺 水準尺是進行水準測量時與水準儀配合使用的標尺。水準尺是進行水準測量時與水準儀配合使用的標尺。 常用的水準尺有塔尺和雙面尺兩種。常用的水準尺有塔尺和雙面尺兩種。（1 1）塔尺）塔尺 是一種逐節(jié)縮小的組合尺，其長度為是一種逐節(jié)縮小的組合尺，其長度為3m3m5m5m，有兩節(jié)，有兩節(jié) 或三節(jié)連接在一起，尺面上有寬度為或三節(jié)連接在一起，尺面上有寬度為1cm1cm黑白相間的刻劃。黑白相間的刻劃。（2 2）雙面水準尺）雙面水準尺 尺長為尺長為3m3m，兩根尺為一對。尺的雙面均有刻劃，一面為，兩根尺為一對。尺的

11、雙面均有刻劃，一面為 黑白相間，稱為黑面尺，尺底為黑白相間，稱為黑面尺，尺底為0.000m0.000m；另一面為紅白相；另一面為紅白相 間，稱為紅面尺，一直尺的尺底為間，稱為紅面尺，一直尺的尺底為4.787m,4.787m,另一直尺的尺另一直尺的尺 底為底為4.6874.687；兩尺差為常數(shù)；兩尺差為常數(shù)0.1m,0.1m,這個常數(shù)稱為尺常數(shù)。這個常數(shù)稱為尺常數(shù)。三、尺墊三、尺墊 尺墊是由生鐵鑄成。一般為三角形尺墊是由生鐵鑄成。一般為三角形板座，其下方有三個腳，可以踏入土中。板座，其下方有三個腳，可以踏入土中。尺墊上方有一突起的半球體，水準尺立尺墊上方有一突起的半球體，水準尺立于半球頂面。于半

12、球頂面。 圖圖2-10 2-10 水準尺和尺墊水準尺和尺墊 第三節(jié)第三節(jié) 水準儀的使用水準儀的使用 微傾式水準儀的基本操作程序為：微傾式水準儀的基本操作程序為： 安置儀器、粗略整平、瞄準水準尺、精確整平和讀數(shù)安置儀器、粗略整平、瞄準水準尺、精確整平和讀數(shù)一、安置儀器一、安置儀器（1 1）調整安置腳架）調整安置腳架 松開三腳架架腿的固定松開三腳架架腿的固定 螺旋，調整架腿長度，再螺旋，調整架腿長度，再 擰緊固定螺旋，張開三腳擰緊固定螺旋，張開三腳 架將架腿踩實，使三腳架架將架腿踩實，使三腳架 架頭大致水平。架頭大致水平。（2 2）架頭上連接水準儀）架頭上連接水準儀 圖圖2-11 2-11 水準儀

13、的連接水準儀的連接 從儀器箱中取出水準儀，用連接螺旋將水準儀固定在三腳架架頭上。如圖從儀器箱中取出水準儀，用連接螺旋將水準儀固定在三腳架架頭上。如圖2-112-11所示。所示。二、粗略整平二、粗略整平 通過調節(jié)腳螺旋使圓水準器氣泡居中。通過調節(jié)腳螺旋使圓水準器氣泡居中。（1 1）先調平兩個腳螺旋）先調平兩個腳螺旋 將園水準器置于兩腳螺將園水準器置于兩腳螺 旋之間，用兩手按相對方旋之間，用兩手按相對方 向轉動兩腳螺旋，使氣泡向轉動兩腳螺旋，使氣泡 沿兩腳螺旋連線方向由沿兩腳螺旋連線方向由a a 移至移至b b，調平兩個腳螺旋。調平兩個腳螺旋。（2 2）調平另一個腳螺旋）調平另一個腳螺旋 用手轉動

14、另一個腳螺旋使氣泡由用手轉動另一個腳螺旋使氣泡由b b 移至中心，調平腳螺旋。移至中心，調平腳螺旋。 整平時，氣泡移動的方向與左手大拇指旋轉腳螺旋的方向一致，整平時，氣泡移動的方向與左手大拇指旋轉腳螺旋的方向一致， 與右手大拇指旋轉腳螺旋時的移動方向相反。如圖與右手大拇指旋轉腳螺旋時的移動方向相反。如圖2-122-12所示所示圖2-12 圓水準器整平三、瞄準水準尺三、瞄準水準尺（1 1）目鏡調焦）目鏡調焦 松開制動螺旋，將望遠鏡轉向明亮松開制動螺旋，將望遠鏡轉向明亮的背景，轉動目鏡對光螺旋，使十字絲成像清晰。的背景，轉動目鏡對光螺旋，使十字絲成像清晰。（2 2）初步瞄準）初步瞄準 通過望遠鏡筒

15、上方的照門和準星瞄準通過望遠鏡筒上方的照門和準星瞄準水準尺，旋緊制動螺旋。水準尺，旋緊制動螺旋。（3 3）物鏡調焦）物鏡調焦 轉動物鏡對光螺旋，使水準尺的成像清晰。轉動物鏡對光螺旋，使水準尺的成像清晰。（4 4）精確瞄準）精確瞄準 轉動微動螺旋，使十字絲的豎絲瞄準水準尺邊緣或中央，直至轉動微動螺旋，使十字絲的豎絲瞄準水準尺邊緣或中央，直至尺像與十字絲平面重合，如圖尺像與十字絲平面重合，如圖2-132-13、1414所示所示 圖2-13 精確瞄準與讀數(shù)a）存在視差 b）沒有視差圖2-14 視差現(xiàn)象四、精確整平四、精確整平 精確整平簡稱精平。精確整平簡稱精平。觀察水準氣泡窗內的氣泡影像，觀察水準氣

16、泡窗內的氣泡影像，用右手緩慢地轉動微傾螺旋，用右手緩慢地轉動微傾螺旋，使氣泡兩端的影像嚴密吻合。使氣泡兩端的影像嚴密吻合。此時視線即為水平視線。如圖此時視線即為水平視線。如圖2-152-15所示。所示。 五、讀數(shù)五、讀數(shù) 符合水準器氣泡居中后，應立即用十字絲中絲在水準尺上讀數(shù)。讀數(shù)時應從小符合水準器氣泡居中后，應立即用十字絲中絲在水準尺上讀數(shù)。讀數(shù)時應從小數(shù)向大數(shù)讀，直接讀取米、分米和厘米，并估讀出數(shù)向大數(shù)讀，直接讀取米、分米和厘米，并估讀出毫米，共四位數(shù)。如圖毫米，共四位數(shù)。如圖2-162-16所示，讀數(shù)是所示，讀數(shù)是1.336m1.336m。讀數(shù)后再檢查符合水準器氣泡是否居中，若不居中，讀

17、數(shù)后再檢查符合水準器氣泡是否居中，若不居中，應再次精平，重新讀數(shù)。應再次精平，重新讀數(shù)。 圖圖2-16 2-16 水準尺讀數(shù)水準尺讀數(shù) 圖2-15 精確整平 第四節(jié)第四節(jié) 水準測量的施測方法水準測量的施測方法一、水準點及水準路線的布設形式一、水準點及水準路線的布設形式 1 1、水準點、水準點用水準測量的方法測定的高程用水準測量的方法測定的高程控制點稱為水準點，記為控制點稱為水準點，記為BMxBMx。水準點有永久性和臨時性兩種。水準點有永久性和臨時性兩種。（1 1）永久性水準點）永久性水準點 國家等級水準點設為永久性國家等級水準點設為永久性水準點如圖水準點如圖2-172-17和圖和圖2-182-

18、18所示。所示。建筑工地上的永久性水準點，建筑工地上的永久性水準點，其形式如圖其形式如圖2-1892-189所示。所示。圖圖2-17 國家就等級水準點國家就等級水準點圖圖2-18 墻上水準點墻上水準點（2 2）臨時性水準點）臨時性水準點 臨時性水準點可用地面上臨時性水準點可用地面上突出的堅硬巖石或用大木樁打突出的堅硬巖石或用大木樁打入地下，樁頂釘鐵釘，作為水準點的標志，如圖入地下，樁頂釘鐵釘，作為水準點的標志，如圖2-19b2-19b示。示。 圖圖2-19 建筑工程水準點建筑工程水準點a）永久性水準點）永久性水準點 b）臨時性水準點）臨時性水準點2 2、水準路線的布設形式分類、水準路線的布設形

19、式分類 在水準點間進行水準測量所經(jīng)過的路線，稱為水準路線。在水準點間進行水準測量所經(jīng)過的路線，稱為水準路線。（1 1）附合水準路線）附合水準路線 從已知高程水準點出發(fā)，沿待從已知高程水準點出發(fā)，沿待定高程的水準點進行測量，最后定高程的水準點進行測量，最后附合到另一已知高程水準點的水附合到另一已知高程水準點的水準路線，稱附合水準路線。如圖準路線，稱附合水準路線。如圖2-202-20BMABMBh1h2h3h4123圖2-20 附 合水準路線（3）支水準路線）支水準路線 從已知高程水準點出發(fā)，沿待定高程從已知高程水準點出發(fā)，沿待定高程水準點進行水準測量，既不閉合又不水準點進行水準測量，既不閉合又不

20、附合的水準路線，稱為支水準路線。附合的水準路線，稱為支水準路線。支水準路線要進行往返測量。支水準路線要進行往返測量。圖圖2-222-22 （2）閉合水準路線）閉合水準路線 從已知高程水準點出發(fā)，沿各待定從已知高程水準點出發(fā)，沿各待定高程點進行水準測量，最后又回到原高程點進行水準測量，最后又回到原出發(fā)點的環(huán)形路線，稱為閉合水準路線出發(fā)點的環(huán)形路線，稱為閉合水準路線二、水準測量的施測方法二、水準測量的施測方法 轉點用轉點用TPxTPx表示，在水準測量中它們起傳遞高程的作用。如圖表示，在水準測量中它們起傳遞高程的作用。如圖2-232-23所示，已知水準點所示，已知水準點BMBMA A 的高程為的高程

21、為H HA A ，現(xiàn)欲測定，現(xiàn)欲測定B B點的高程點的高程H HB B 。1 1、水準測量觀測：、水準測量觀測：AHABHBhAB大地水準面D1000mTP1TP4TP3h1TP2進行方向h22.3120.4502.4240.5582.0141.2231.9011.1081.9550.7402.0770.866h32.4130.9012.2870.771h40.4180.5332.4672.350h5 圖2-23 水準測量的施測2 2觀測與記錄觀測與記錄 表表2-1 2-1 水水 準準 測測 量量 手手 簿簿測站測站測點測點水準尺讀數(shù)水準尺讀數(shù)/m/m高差高差/m/m高程高程/m/m備注備注后

22、視讀數(shù)后視讀數(shù)前視讀數(shù)前視讀數(shù)+ +12345671BM.A1.4530.580132.815TP.10.8732TP.12.5320.770TP.21.7623TP.21.3721.337TP.30.0354TP.30.8740.929TP.41.8035TP.41.0200.564B 1.584134.009計算檢核計算檢核7.2516.0572.6871.493ab=1.194h=1.194hAB=HBHA=1.1943 3計算與計算檢核計算與計算檢核（1 1）計算）計算 每一測站都可測得前、后視兩點的高差，即：每一測站都可測得前、后視兩點的高差，即： . . . . . .111bah

23、 222bah 555bah 將上述各式相加，得：將上述各式相加，得： bahhAB 則則B B點高程為：點高程為： hHhHHAABAB（2 2）計算檢核）計算檢核 為了保證記錄表中數(shù)據(jù)的正確，應對后視讀數(shù)總和減前視讀總為了保證記錄表中數(shù)據(jù)的正確，應對后視讀數(shù)總和減前視讀總和、高差總、和、高差總、B B點高程與點高程與A A點高程之差進行檢核，這三個數(shù)字應相等點高程之差進行檢核，這三個數(shù)字應相等m194. 1m057. 6m251. 7 bam194. 1m493. 1m687. 2 hm194. 1m815.132m009.134 ABHH 三、水準測量成果檢測三、水準測量成果檢測1 1、

24、水準路線測量成果檢測、水準路線測量成果檢測（2 2）閉合水準測量路線成果檢核）閉合水準測量路線成果檢核 閉合水準路線各測段高差代數(shù)和應等于零，即閉合水準路線各測段高差代數(shù)和應等于零，即: : 如果不等于零，則高差閉合差為：如果不等于零，則高差閉合差為： 0thh mhhW （3 3）支水準測量路線的成果檢核）支水準測量路線的成果檢核 支水準路線往測高差與返測高差的代數(shù)和應等于零。支水準路線往測高差與返測高差的代數(shù)和應等于零。0 bfhh 如果不等于零，則高差閉合差為：如果不等于零，則高差閉合差為： bfhhhW （1 1）附合水準測量的成果檢核）附合水準測量的成果檢核 附合水準路線各測段高差代

25、數(shù)和應等于兩個已知高程的水準點間的高附合水準路線各測段高差代數(shù)和應等于兩個已知高程的水準點間的高差，即差，即)(ABmthmhHHhhhW 實測高差代數(shù)和與其理論高實測高差代數(shù)和與其理論高 差的差稱為高差閉合差差的差稱為高差閉合差 ABthHHh2 2水準測量的測站檢核水準測量的測站檢核（1 1）變動儀器高法）變動儀器高法 在同一個測站上用兩次不同的儀器高度，測得兩次高差進行檢核。在同一個測站上用兩次不同的儀器高度，測得兩次高差進行檢核。要求：改變儀器高度應大于要求：改變儀器高度應大于10cm10cm，兩次所測高差之差不超過容許值，兩次所測高差之差不超過容許值（等外水準測量容許值為（等外水準測

26、量容許值為6mm6mm），取其平均值作為該測站最后結），取其平均值作為該測站最后結果，否則須要重測。果，否則須要重測。（2 2）雙面尺法）雙面尺法 分別對雙面水準尺的黑面和紅面進行觀測。利用前、后視的黑面分別對雙面水準尺的黑面和紅面進行觀測。利用前、后視的黑面和紅面讀數(shù)，分別算出兩個高差。如果不符值不超過規(guī)定的限差和紅面讀數(shù)，分別算出兩個高差。如果不符值不超過規(guī)定的限差（四等水準測量容許值（四等水準測量容許值5mm5mm），取其平均值作為該測站最后結果，），取其平均值作為該測站最后結果，否則須要重測。否則須要重測。3 3、普通水準測量的高程閉合差容許值規(guī)定：、普通水準測量的高程閉合差容許值規(guī)定

27、： 普通水準測量的高差閉合差均不得超過規(guī)定的容許值，即普通水準測量的高差閉合差均不得超過規(guī)定的容許值，即fhfh fhfh容容 （1 1）平地）平地 fhfh容容= =40L40L1/21/2 mm mm （2 2）山地）山地 fhfh容容= =12n12n1/21/2 mmmm 注：注：L L為水準路線長度（為水準路線長度（kmkm）；）；n n為測站數(shù)。為測站數(shù)。 第六節(jié)第六節(jié) 微傾式水準儀的檢驗與校正微傾式水準儀的檢驗與校正一、水準儀應滿足的幾何條件一、水準儀應滿足的幾何條件 根據(jù)水準測量的原理，水準儀必須能提供一條水平的視線，它才能正確地測出根據(jù)水準測量的原理，水準儀必須能提供一條水平

28、的視線，它才能正確地測出兩點間的高差。為此，水準儀在結構上應滿足以下的幾何條件。兩點間的高差。為此，水準儀在結構上應滿足以下的幾何條件。圖2-24 水準儀的軸線（1 1）圓水準器軸）圓水準器軸L LL L應應 平行于儀器的豎軸平行于儀器的豎軸VVVV；（2 2）十字絲的中絲應垂直）十字絲的中絲應垂直 于儀器的豎軸于儀器的豎軸VVVV；（3 3）水準管軸）水準管軸LLLL 應平行應平行 于視準軸于視準軸CCCC 。 如圖如圖2-42-4所示所示 在水準測量之前，應對水準在水準測量之前，應對水準 儀進行檢驗和校正。儀進行檢驗和校正。二、水準儀的檢驗與校正二、水準儀的檢驗與校正1 1圓水準器軸圓水準

29、器軸L LL L平行于儀器的豎軸平行于儀器的豎軸VVVV的檢驗與校正的檢驗與校正（1 1）檢驗方法）檢驗方法 旋轉腳螺旋使圓水準器氣泡居中，旋轉腳螺旋使圓水準器氣泡居中， 然后將儀器繞豎軸旋轉然后將儀器繞豎軸旋轉180180，如果氣，如果氣 泡仍居中，則表示該幾何條件滿足；泡仍居中，則表示該幾何條件滿足； 否則需要校正。否則需要校正。 （2 2）校正方法）校正方法 先調整腳螺旋，使氣泡向零點方向移動偏離值的一半，此時豎軸處于鉛垂位先調整腳螺旋，使氣泡向零點方向移動偏離值的一半，此時豎軸處于鉛垂位置。然后稍旋松圓水準器底部的固定螺釘，用校正針撥動三個校正螺釘，使置。然后稍旋松圓水準器底部的固定螺

30、釘，用校正針撥動三個校正螺釘，使氣泡居中，緊固定螺釘。氣泡居中，緊固定螺釘。 圓水準器校正螺釘?shù)慕Y構如圖圓水準器校正螺釘?shù)慕Y構如圖2-252-25所示。此項校正，需反復進行，直至儀器所示。此項校正，需反復進行，直至儀器旋轉到任何位置時，圓水準器氣泡皆居中為止。最后旋緊固定螺釘。旋轉到任何位置時，圓水準器氣泡皆居中為止。最后旋緊固定螺釘。圖2-25 圓水準器校正螺釘2 2十字絲中絲垂直于儀器的豎軸的檢驗與校正十字絲中絲垂直于儀器的豎軸的檢驗與校正（1 1）檢驗方法）檢驗方法 安置水準儀，使圓水準器的氣泡嚴格居中。安置水準儀，使圓水準器的氣泡嚴格居中。 用十字絲交點瞄準某一明顯的點狀目標用十字絲交

31、點瞄準某一明顯的點狀目標MM ，旋緊制動螺旋。，旋緊制動螺旋。 轉動微動螺旋，如果目標點轉動微動螺旋，如果目標點MM不離開中絲，中絲垂直于儀器豎軸如果目標點不離開中絲，中絲垂直于儀器豎軸如果目標點M M 離開中絲，如圖離開中絲，如圖2-26c2-26c所示，則需要校正。所示，則需要校正。（2 2）校正方法）校正方法 松開十字絲分劃板座松開十字絲分劃板座的固定螺釘，轉動十字絲的固定螺釘，轉動十字絲分劃板座，使中絲一端對分劃板座，使中絲一端對準目標點準目標點MM，再將固定螺，再將固定螺釘擰緊。此項校正也需反釘擰緊。此項校正也需反復進行。復進行。3 3水準管軸平行于視準軸的檢驗與校正水準管軸平行于視

32、準軸的檢驗與校正（1 1）檢驗方法）檢驗方法 1 1）在較平坦的地面上選擇相距約）在較平坦的地面上選擇相距約80m80m的的A A、B B 兩點，打木樁或放置尺墊。用皮兩點，打木樁或放置尺墊。用皮尺丈量定出尺丈量定出AB AB 的中間點的中間點C C。 2 2）在）在C C點安置水準儀，用變動儀器高法，連續(xù)兩次測出點安置水準儀，用變動儀器高法，連續(xù)兩次測出A A、B B 兩點的高差，若兩點的高差，若兩次測定的高差之差不超過兩次測定的高差之差不超過3mm3mm，則取兩次高差的平均值作為高差，則取兩次高差的平均值作為高差hABhAB 。由。由于距離相等，前、后視讀數(shù)誤差于距離相等，前、后視讀數(shù)誤差

33、x x1 1相等，故高差相等，故高差hABhAB不受視準軸誤差的影響。不受視準軸誤差的影響。圖圖227水準管軸平行視準軸的檢驗水準管軸平行視準軸的檢驗 3 3）在離）在離B B點大約點大約3m3m左右的左右的D D點處安置水準儀，精平后讀得點處安置水準儀，精平后讀得B B點尺上的讀數(shù)為點尺上的讀數(shù)為b b2 2。根據(jù)根據(jù)b b2 2和高差和高差hABhAB算出算出A A點尺上視線水平時的應讀讀數(shù)為：點尺上視線水平時的應讀讀數(shù)為：ABhba 22 4 4）瞄準）瞄準A A點水準尺，讀出中絲點水準尺，讀出中絲 的讀數(shù)的讀數(shù)a2a2，如果，如果a2a2與與a2a2相等，表示相等，表示 兩軸平行。否兩

34、軸平行。否則需要校正。如圖則需要校正。如圖2-282-28所示所示 （2 2）校正方法）校正方法 1 1）轉動微傾螺旋，使十字絲的中絲對準）轉動微傾螺旋，使十字絲的中絲對準A A點尺上應讀讀數(shù)點尺上應讀讀數(shù)a2a2， 2 2）用校正針撥松水準管一端左、右和上、下校正螺釘，使氣泡居）用校正針撥松水準管一端左、右和上、下校正螺釘，使氣泡居 中，將校正中，將校正螺釘旋緊。如圖螺釘旋緊。如圖2-352-35所示所示 3 3）再進行檢驗，直至達到要求。）再進行檢驗，直至達到要求。第七節(jié)第七節(jié) 水準測量誤差與注意事項水準測量誤差與注意事項一、儀器誤差一、儀器誤差1 1、水準管軸與視準軸不平行誤差、水準管軸

35、與視準軸不平行誤差 經(jīng)校正任存在的殘余誤差。這種誤差的影響與距離成正比，觀測時使前、后視經(jīng)校正任存在的殘余誤差。這種誤差的影響與距離成正比，觀測時使前、后視距離相等，可消除此項誤差。距離相等，可消除此項誤差。2 2、水準尺誤差、水準尺誤差 因水準尺刻劃不準確、尺長變化、彎曲等原因產生的誤差。因此，水準尺要經(jīng)因水準尺刻劃不準確、尺長變化、彎曲等原因產生的誤差。因此，水準尺要經(jīng)過檢核才能用。過檢核才能用。二、觀測誤差二、觀測誤差 1 1水準管氣泡的居中誤差水準管氣泡的居中誤差 氣泡不居中存在誤差，致使視線偏離水平位置，產生的讀數(shù)誤氣泡不居中存在誤差，致使視線偏離水平位置，產生的讀數(shù)誤 差為減小該誤

36、差為減小該誤差，每次讀數(shù)時，都要使水準管氣泡嚴格居中。差，每次讀數(shù)時，都要使水準管氣泡嚴格居中。2 2讀數(shù)誤差讀數(shù)誤差 估讀水準尺毫米數(shù)的誤差為讀數(shù)誤差。估讀水準尺毫米數(shù)的誤差為讀數(shù)誤差。 讀數(shù)誤差的大小與望遠鏡的放大倍率以及視線長度有關。讀數(shù)誤差的大小與望遠鏡的放大倍率以及視線長度有關。 測量工作中，對不同等級的水準測量應滿足對望遠鏡放大倍率和最大視線長度測量工作中，對不同等級的水準測量應滿足對望遠鏡放大倍率和最大視線長度的規(guī)定，以保證估讀精度。的規(guī)定，以保證估讀精度。 3 3視差的影響誤差視差的影響誤差 存在視差時，由于十字絲平面與水準尺影像不重合，若眼睛的位置不同，便讀存在視差時，由于十

37、字絲平面與水準尺影像不重合，若眼睛的位置不同，便讀出不同的讀數(shù)，而產生讀數(shù)誤差。因此，觀測時要仔細調焦，嚴格消差。出不同的讀數(shù)，而產生讀數(shù)誤差。因此，觀測時要仔細調焦，嚴格消差。 4 4水準尺傾斜的影響誤差水準尺傾斜的影響誤差 水準尺傾斜，將使尺上讀數(shù)增大，從而帶來誤差。水準尺傾斜，將使尺上讀數(shù)增大，從而帶來誤差。 為了減少這種誤差的影響，水準尺必須扶直。為了減少這種誤差的影響，水準尺必須扶直。三、外界條件的影響誤差三、外界條件的影響誤差1 1水準儀下沉誤差水準儀下沉誤差 由于水準儀下沉，使視線降低，而引起高差誤差。如采用由于水準儀下沉，使視線降低，而引起高差誤差。如采用“后、前、前、后后、前

38、、前、后”的觀測程序，可減弱其影響。的觀測程序，可減弱其影響。2 2尺墊下沉誤差尺墊下沉誤差 如果在轉點發(fā)生尺墊下沉，將使下一站的后視讀數(shù)增加，也將引起高差的誤差。如果在轉點發(fā)生尺墊下沉，將使下一站的后視讀數(shù)增加，也將引起高差的誤差。采用往返觀測的方法，取成果的中數(shù)，可減弱其影響。采用往返觀測的方法，取成果的中數(shù)，可減弱其影響。3 3為了防止水準儀和尺墊下沉，測站和轉點應選在土質實處，并踩實三腳架和為了防止水準儀和尺墊下沉，測站和轉點應選在土質實處，并踩實三腳架和尺墊，使其穩(wěn)定。尺墊，使其穩(wěn)定。3 3地球曲率及大氣折光的影響地球曲率及大氣折光的影響 水準測量時用水平視線水準測量時用水平視線代替

39、水準面在水準尺上的讀代替水準面在水準尺上的讀數(shù)產生的誤差為數(shù)產生的誤差為RDc22 由于大氣折光的影響由于大氣折光的影響, ,視視線要發(fā)生彎曲，在水準尺上線要發(fā)生彎曲，在水準尺上的讀數(shù)將減小的讀數(shù)將減小r r值就是大氣折值就是大氣折光對讀數(shù)的影響光對讀數(shù)的影響, ,在穩(wěn)定的氣象條件下在穩(wěn)定的氣象條件下,r ,r 約為約為c c的的1/71/7， 地球曲率和大氣折光的共同影響為：地球曲率和大氣折光的共同影響為： RDcr207. 071 RDrcf243.0 地球曲率和大氣折光影響，采用前、后視距離相等的方法可消除地球曲率和大氣折光影響，采用前、后視距離相等的方法可消除4 4、溫度的影響誤差、溫

40、度的影響誤差溫度的變化不僅會引起大氣折光的變化，而且產生水準管變形和管內溫度的變化不僅會引起大氣折光的變化，而且產生水準管變形和管內液體溫度的升高，氣泡向著溫度高的方向移動，影響水準管軸的水平，產液體溫度的升高，氣泡向著溫度高的方向移動，影響水準管軸的水平，產生了氣泡居中誤差。生了氣泡居中誤差。測量中應隨時注意為儀器打傘遮陽。測量中應隨時注意為儀器打傘遮陽。 第八節(jié)第八節(jié) 其他水準儀簡介其他水準儀簡介一、精密水準儀和精密水準尺一、精密水準儀和精密水準尺 1 1、精密水準儀、精密水準儀 精密水準儀與一般水準儀比較，精密水準儀與一般水準儀比較， 在結構具有如下特征：在結構具有如下特征：（1 1）水

41、準器具有較高的靈敏度。）水準器具有較高的靈敏度。 水準儀的管水準器水準儀的管水準器 值較小。值較小。（2 2）望遠鏡具有良好的光學性能。）望遠鏡具有良好的光學性能。 圖圖2-31 2-31 精密水準儀精密水準儀 如如DS1DS1水準儀望遠鏡放大倍數(shù)為水準儀望遠鏡放大倍數(shù)為4040倍，能較精確地瞄準水準尺倍，能較精確地瞄準水準尺的劃。的劃。（3 3）具有光學測微器裝置?？芍苯幼x取水準尺一個分格，）具有光學測微器裝置?？芍苯幼x取水準尺一個分格， 提高提高讀數(shù)精度。讀數(shù)精度。（4 4）視準軸與水準軸間的聯(lián)系相對穩(wěn)定，受溫度變化小。）視準軸與水準軸間的聯(lián)系相對穩(wěn)定，受溫度變化小。2 2精密水準尺精密水

42、準尺 精密水準儀必須配精密水準尺使用。精密水準尺一般有兩種精密水準儀必須配精密水準尺使用。精密水準尺一般有兩種（1 1）基輔分劃水準尺）基輔分劃水準尺 尺身刻有左右兩排分劃，右邊為基本分劃，左邊為輔助劃?；痉謩澋淖⒂洺呱砜逃凶笥覂膳欧謩?，右邊為基本分劃，左邊為輔助劃。基本分劃的注記從零開始，輔助分劃的注記從某一常數(shù)從零開始，輔助分劃的注記從某一常數(shù)K K開始。開始。（2 2）雙基本分劃尺）雙基本分劃尺 尺身兩排均為基本劃分，但彼此錯開尺身兩排均為基本劃分，但彼此錯開5mm5mm。尺身兩側分別注記米數(shù)和分米數(shù)。尺身兩側分別注記米數(shù)和分米數(shù)。尺身標有大小三角形分別表示分米的起始線和半分米處。水準

43、尺上的注記數(shù)尺身標有大小三角形分別表示分米的起始線和半分米處。水準尺上的注記數(shù)字比實際長度增大了一倍，使用這種水準尺測量時，要將觀測高差除以字比實際長度增大了一倍，使用這種水準尺測量時，要將觀測高差除以2 2才是才是實際高差。如圖實際高差。如圖2-302-30示示3 3精密水準儀的操作方法精密水準儀的操作方法 精密水準儀的操作方法與一般水準儀基本相同，只是讀數(shù)方法有些差異。在精密水準儀的操作方法與一般水準儀基本相同，只是讀數(shù)方法有些差異。在水準儀精平后，要轉動測微輪使視線上、下平行移動，使十字絲的楔形絲正水準儀精平后，要轉動測微輪使視線上、下平行移動，使十字絲的楔形絲正好夾住一個整分劃線，被夾

44、住的分劃線讀數(shù)為好夾住一個整分劃線，被夾住的分劃線讀數(shù)為m m、dmdm、cmcm。此時視線上下平。此時視線上下平移的距離則由測微器讀數(shù)窗中讀出移的距離則由測微器讀數(shù)窗中讀出mmmm。實際讀數(shù)為全部讀數(shù)的一半。實際讀數(shù)為全部讀數(shù)的一半。 二、自動安平水準儀二、自動安平水準儀 自動安平水準儀沒有水準管和微傾螺旋，而是在望遠鏡的光學系統(tǒng)中裝置了自動安平水準儀沒有水準管和微傾螺旋，而是在望遠鏡的光學系統(tǒng)中裝置了補償器，不須精平。補償器，不須精平。 1 1視線自動安平的原理視線自動安平的原理 圓水準器氣泡居中后，視準軸圓水準器氣泡居中后，視準軸仍存在一個微小傾角仍存在一個微小傾角 ，在望遠鏡，在望遠鏡的光路上安置一補償器，使通過物的光路上安置一補償器，使通過物鏡光心的水平光線經(jīng)過補償器后偏鏡光心的水平光線經(jīng)過補償器后偏轉一個轉一個 角，仍通過十字絲交點，角，仍通過十字絲交點，使十字絲交點上讀出的水準尺讀數(shù)，使十字絲交點上讀出的水準尺讀數(shù)， 圖圖2-32 2-32 自動安平水準儀自動安平水準儀為視線水平時應